авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |

«Михаил Александрович Розов Виталий Георгиевич Горохов Вячеслав Семенович Стёпин Философия науки и техники Философия науки и техники: ...»

-- [ Страница 10 ] --

Наиболее ярко эта линия развития выразилась в программе научной подготовки инженеров в Париж ской политехнической школе. Это учебное заведе ние было основано в 1794 г. математиком и инжене ром Гаспаром Монжем, создателем начертательной геометрии. В программу была заложена ориентация на глубокую математическую и естественнонаучную подготовку будущих инженеров. Не удивительно, что Политехническая школа вскоре стала центром разви тия математики и математического естествознания, а также технической науки, прежде всего приклад ной механики. По образцу данной Школы создавались впоследствии многие инженерные учебные заведе ния Германии, Испании, США, России.

Технические науки, которые формировались прежде всего в качестве приложения различных об ластей естествознания к определённым классам ин женерных задач, в середине ХХ века образовали особый класс научных дисциплин, отличающихся от естественных наук как по объекту, так и по внутренней структуре, но также обладающих дисциплинарной ор ганизацией.

Наконец, высшую на сегодня ступень рациональ ного обобщения в технике представляет собой систе мотехника как попытка комплексного теоретического обобщения всех отраслей современной техники и тех нических наук при ориентации не только на естествен нонаучное, но и гуманитарное образование инжене ров, т. е. при ориентации на системную картину мира.

Системотехника представляет собой особую дея тельность по созданию сложных технических систем и в этом смысле является прежде всего современным видом инженерной, технической деятельности, но в то же время включает в себя особую научную дея тельность, поскольку является не только сферой при ложения научных знаний. В ней происходит также и выработка новых знаний. Таким образом, в системо технике научное знание проходит полный цикл функ ционирования – от его получения до использования в инженерной практике.

Инженер-системотехник должен сочетать в себе талант учёного, конструктора и менеджера, уметь объединять специалистов различного профиля для совместной работы. Для этого ему необходимо раз бираться во многих специальных вопросах. В силу сказанного перечень изучаемых в вузах США буду щим системотехником дисциплин производит впечат ление своим разнообразным и многоплановым со держанием: здесь – общая теория систем, линейная алгебра и матрицы, топология, теория комплексно го переменного, интегральные преобразования, век торное исчисление дифференциальные уравнения, математическая логика, теория графов, теория це пей, теория надёжности, математическая статисти ка, теория вероятностей, линейное, нелинейное и ди намическое программирование, теория регулирова ния, теория информации, кибернетика, методы моде лирования и оптимизации, методология проектирова ния систем, применение инженерных моделей, про ектирование, анализ и синтез цепей, вычислитель ная техника, биологические и социально-экономиче ские, экологические и информационно-вычислитель ные системы, прогнозирование, исследование опера ций и т. д.

Из этого перечня видно, насколько широка под готовка современного инженера-системотехника. Од нако главное для него – научиться применять все полученные знания для решения двух основных си стемотехнических задач: обеспечения интеграции ча стей сложной системы в единое целое и управления процессом создания этой системы. Поэтому в этом списке внушительное место уделяется системным и кибернетическим дисциплинам, позволяющим буду щему инженеру овладеть общими методами иссле дования и проектирования сложных технических си стем, независимо от их конкретной реализации и ма териальной формы. Именно в этой области он явля ется профессионалом-специалистом.

Системотехника является продуктом развития тра диционной инженерной деятельности и проектирова ния, но качественно новым этапом, связанным с воз растанием сложности проектируемых технических си стем, появлением новых прикладных дисциплин, вы работкой системных принципов исследования и про ектирования таких систем. Особое значение в ней приобретает деятельность, направленная на органи зацию, научно-техническую координацию и руковод ство всеми видами системотехнической деятельно сти (такими как, с одной стороны, проектирование компонентов, конструирование, отладка, разработка технологии, а с другой – радиоэлектроника, химиче ская технология, инженерная экономика, разработка средств общения человека и машины и т. п.), а также направленная на стыковку и интеграцию частей про ектируемой системы в единое целое. Именно послед нее составляет ядро системотехники и определяет её специфику и системный характер.

Две последние стадии научного обобщения техни ки представляют особый интерес для философского анализа, поскольку именно на этих этапах прослежи вается поистине глобальное влияние техники на раз витие современного общества. Франц Рело, форму лируя основные задачи своей работы, подчёркива ет прежде всего то огромное влияние на теперешние культурные условия мира, которое принадлежит в на ши дни технике, опирающейся на научные основы.

«Она сделала нас способными достигать в матери альном отношении гораздо большего, сравнительно с тем, что было возможно для человечества несколь ко столетий тому назад... Повсюду в новейшей жиз ни, вокруг нас, и вместе с нами, научная техника яв ляется нашею действительною слугою и спутницей, никогда не покладающей рук, и только тогда вполне убеждаемся в этом, когда мы, хотя только на короткое время, лишаемся её помощи». И хотя до сих пор раз даются голоса против неуклонного развития техниче ских устройств, те, кто их подаёт, продолжают разъ езжать по железной дороге, звонить по телефону и т. д., пользоваться всеми благами победившей техни ческой цивилизации и ничуть не задерживают глав ного движения. Итак, суть научного метода в технике состоит в следующем: «Если привести неодушевлён ные тела в такое положение, такие обстоятельства, чтобы их действие, сообразное с законами природы, соответствовало нашим целям, то их можно заставить совершать работу для одушевлённых существ и вме сто этих последних». Когда эту задачу начали выпол нять сознательно, и возникла новейшая научная тех ника.

Процесс сайентификации техники был бы немыс лим без научного обучения инженеров и формирова ния дисциплинарной организации научно-техническо го знания по образцу дисциплинарного естествозна ния. Однако к середине ХХ века дифференциация в сфере научно-технических дисциплин и инженерной деятельности зашла так далеко, что дальнейшее их развитие становится невозможным без междисципли нарных технических исследований и системной инте грации самой инженерной деятельности. Естествен но, что эти системно-интегративные тенденции нахо дят своё отражение в сфере инженерного образова ния.

Формируется множество самых различных науч но-технических дисциплин и соответствующих им сфер инженерной практики. Появились узкие специ алисты, которые знают «все ни о чем» и не знают, что происходит в смежной лаборатории. Появляющи еся так называемые универсалисты, напротив, зна ют «ничего обо всем». И хотя статус этих универса листов в системе дисциплинарной организации нау ки и в структуре специализированной инженерной де ятельности до сих пор чётко не определён, без них сегодня становится просто невозможно не только ре шение конкретных научных и инженерных задач, но и дальнейшее развитие науки и техники в целом. Са ми инженерные задачи становятся комплексными, и при их решении необходимо учитывать самые различ ные аспекты, которые раньше казались второстепен ными, например, экологические и социальные аспек ты. Именно тогда, когда возникают междисциплинар ные, системные проблемы в технике, значение фи лософии техники существенно возрастает, поскольку они не могут быть решены в рамках какой-либо одной уже установившейся научной парадигмы. Таким обра зом, ставшая в ХХ веке традиционной дисциплинар ная организация науки и техники должна быть допол нена междисциплинарными исследованиями совер шенно нового уровня. А поскольку будущее развитие науки и техники закладывается в процессе подготовки и воспитания профессионалов, возникает необходи мость формирования нового стиля инженерно-науч ного мышления именно в процессе инженерного об разования.

Кроме того, в сфере техники и технических наук формируется слой поисковых, фактически фундамен тальных исследований, т. е. технической теории. Это приводит к специализации внутри отдельных обла стей технической науки и инженерной деятельности.

Само по себе очень важное и нужное разделение тру да также порождает целый ряд проблем кооперации и стыковки различных типов инженерных задач. Есте ственно, что и эта тенденция находит своё выраже ние в сфере инженерного образования. Это приводит к тому, что проектная установка проникает в сферу науки, а познавательная – в область инженерной де ятельности. Подобно тому, как это делает философия науки по отношению к научному познанию и научной теории, философия техники начинает выполнять ре флексивную функцию по отношению к техническому познанию и технической теории.

К сожалению, пока ещё очень и очень медленно, но все отчётливее в инженерное сознание проника ет мысль о необходимости обращения к истории тех ники и науки не только для изучения культурных об разцов и познания прошлого, но и для поиска но вых технологических решений. Это относится, напри мер, к древним медицинским технологиям, где мно говековая проверка традицией дополняется сегодня строгим научным анализом. История техники, пони маемая не только как история отдельных технических средств, но и как история технических решений, про ектов и технических теорий (как успешных, так и нере ализованных, казавшихся в своё время тупиковыми) может стать действительной основой не только реа лизуемого настоящего, но и предвидимого будущего.

Знать и предвидеть – задача не столько историче ская, сколько философская. Поэтому философия и история науки и техники должны занять одно из важ ных мест в современном инженерном образовании.

Философия техники имеет в данном случае сход ные задачи по отношению к технике, что и философия науки по отношению к науке. Её роль, естественно, возрастает при переходе от простых систем к слож ным, а также от специализированных видов техни ческой деятельности к системным и теоретическим исследованиям и видам проектирования. Процессы, происходящие именно на этих этапах развития техни ческой, лучше сказать – научно-технической деятель ности, требуют в наибольшей степени философского осмысления.

В сложной кооперации различных видов и сфер современной инженерной деятельности можно выде лить три основных направления, требующих различ ной подготовки соответствующих специалистов. Во первых, это – инженеры-производственники, которые призваны выполнять функции технолога, организа тора производства и инженера по эксплуатации. Та кого рода инженеров необходимо готовить с учётом их преимущественной практической ориентации. Во вторых, это – инженеры-исследователи-разработчи ки, которые должны сочетать в себе функции изоб ретателя и проектировщика, тесно связанные с на учно-исследовательской работой в области техниче ской науки. Они становятся основным звеном в про цессе соединения науки с производством. Им требу ется основательная научно–техническая подготовка.

Наконец, в-третьих, это – инженеры-системотехники или, как их часто называют, «системщики широкого профиля», задача которых – организация и управле ние сложной инженерной деятельностью, комплекс ное исследование и системное проектирование. Под готовка такого инженера-организатора и универсали ста требует самой широкой системной и методологи ческой направленности и междисциплинарности. Для такого рода инженеров особенно важно междисци плинарное и общегуманитарное образование, в кото ром ведущую роль могла бы сыграть философия на уки и техники.

Таким образом, именно две последние ступени ра ционального обобщения в технике представляют наи больший интерес для философско-методологическо го анализа, а именно – методология технических наук, инженерного, а затем и системного проектирования.

Именно в этой сфере интересы философии техники и философии науки особенно тесно переплетаются.

Философия науки предоставляет философии техники выработанные в ней на материале естественнонауч ного, прежде всего физического, познания средства методологического анализа;

философия техники да ёт новый материал – технические науки – для тако го анализа и дальнейшего развития самих методоло гических средств. Именно поэтому в дальнейшем мы сделаем акцент на «пересечении» философии науки и философии техники.

Проблема соотношения науки и техники В современной литературе по философии техни ки можно выделить следующие основные подходы к решению проблемы изменения соотношения науки и техники:

(1) техника рассматривается как прикладная наука;

(2) процессы развития науки и техники рассматри ваются как автономные, но скоординированные про цессы;

(3) наука развивалась, ориентируясь на развитие технических аппаратов и инструментов;

(4) техника науки во все времена обгоняла технику повседневной жизни;

(5) до конца XIX в. регулярного применения науч ных знаний в технической практике не было, но оно характерно для современных технических наук.

Линейная модель Долгое время (особенно в 50-60-е гг. нашего сто летия) одной из наиболее распространённых была так называемая линейная модель, рассматривающая технику в качестве простого приложения науки или даже – как прикладную науку. Однако эта точка зре ния в последние годы подверглась серьёзной крити ке как слишком упрощённая. Такая модель взаимоот ношения науки и техники, когда за наукой признается функция производства знания, а за техникой – лишь его применение, вводит в заблуждение, так как утвер ждает, что наука и техника представляют различные функции, выполняемые одним и тем же сообществом.

Например, О. Майер считает, что границы между наукой и техникой произвольны. В термодинамике, аэродинамике, физике полупроводников, медицине невозможно отделить практику от теории, они спле тены здесь в единый предмет. И учёный, и техник «применяют одну и ту же математику, могут рабо тать в одинакового вида лабораториях, у обоих мож но видеть руки грязными от ручного труда». Многие учёные сделали вклад в технику (Архимед, Галилей, Кеплер, Гюйгенс, Гук, Лейбниц, Эйлер, Гаусс, Кель вин), а многие инженеры стали признанными и зна менитыми авторитетами в науке (Герон Александрй ский, Леонардо да Винчи, Стевин, Герике, Уатт, Кар но). Сегодня теоретики и практики «более чётко иден тифицируются академической степенью или обозна чением работы, но если мы посмотрим на их действи тельную работу, маркировка опять окажется произ вольной. Многие, вероятно, большинство современ ных учёных обращаются к работе для технических це лей, тогда как академические инженеры эпизодически занимаются исследованием того, что не имеет в виду никакого технического применения вообще. На уров не социальной организации различение науки и тех ники также является произвольным. Если школа, ака демия или профессиональная организация имеют в своём названии слово „наука“ или „техника“, – это ско рее индикатор того, как данное понятие определяет ся на современной шкале ценностей, чем выражени ем действительных интересов и деятельности их чле нов. Чаще, однако, наука обладает более высоким со циальным статусом, чем техника, и профессиональ ная организация является эффективным инструмен том достижения и сохранения такого статуса». Науч ные и технические цели, по мнению Майера, часто преследуются одновременно (или в различное вре мя) одними и теми же людьми или институтами, кото рые используют одни и те же методы и средства. Этот автор полагает, «что практически применимого крите рия для различения науки и техники попросту не су ществует».

Иногда считают, что главное различие между нау кой и техникой – лишь в широте кругозора и в степени общности проблем: технические проблемы более уз ки и более специфичны. Однако в действительности наука и техника составляют различные сообщества, каждое из которых различно осознает свои цели и си стему ценностей.

Такая упрощённая линейная модель технологии как прикладной науки, т. е. модель, постулирующая линейную, последовательную траекторию – от на учного знания к техническому открытию и иннова ции – большинством специалистов признана сегодня неадекватной.

Эволюционная модель Процессы развития науки и техники часто рассмат риваются как автономные, независимые друг от дру га, но скоординированные. Тогда вопрос их соотноше ния решается так: (а) полагают, что наука на некото рых стадиях своего развития использует технику ин струментально для получения собственных результа тов, и наоборот – бывает так, что техника использует научные результаты в качестве инструмента для до стижения своих целей;

(б) высказывается мнение, что техника задаёт условия для выбора научных вариан тов, а наука в свою очередь – технических. Последнее называют эволюционной моделью.

Рассмотрим последовательно каждую из этих точек зрения.

Первая точка зрения подчёркивает, что представ ление о технике просто как о прикладной науке долж но быть отброшено, так как роль науки в технических инновациях имеет относительное, а не абсолютное значение. Согласно этой точке зрения, технический прогресс руководствуется прежде всего эмпириче ским знанием, полученным в процессе имманентного развития самой техники, а не теоретическим знанием, привнесённым в неё извне научным исследованием.

Например, американский философ техники Г. Ско лимовский разделяет научный и технический про гресс. По его мнению, методологические факторы, имеющие значение для роста техники, совершенно отличны от тех факторов, которые важны для роста науки. Хотя во многих случаях технические достиже ния могут быть рассмотрены как базирующиеся на чи стой науке, исходная проблема при этом была вовсе не технической, а когнитивной. Поэтому при исследо вании технического прогресса следует исходить, с его точки зрения, не из анализа роста знания, а из иссле дования этапов решения технической проблемы. Рост техники выражался в виде способности производить все более и более разнообразные технические объек ты со все более и более интересными характеристи ками и все более и более эффективным способом.

Конечно, технику нельзя рассматривать как при кладную науку, а прогресс в ней – в качестве простого придатка научных открытий. Такая точка зрения явля ется односторонней. Но не менее односторонней яв ляется, по нашему мнению, и противоположная пози ция, которая акцентирует лишь эмпирический харак тер технического знания. Совершенно очевидно, что современная техника немыслима без глубоких теоре тических исследований, которые проводятся сегодня не только в естественных, но и в особых – техниче ских – науках.

В эволюционной модели соотношения науки и техники выделяются три взаимосвязанные, но са мостоятельные сферы: наука, техника и производ ство (или – более широко – практическое использо вание). Внутренний инновационный процесс происхо дит в каждой из этих сфер по эволюционной схеме.

Для Стефана Тулмина, например, очевидно, что выработанная им дисциплинарная модель эволюции науки применима также и для описания исторического развития техники. Только в данном случае речь идёт уже не о факторах изменения популяции теорий или понятий, а об эволюции инструкций, проектов, прак тических методов, приёмов изготовления и т. д. Новая идея в технике часто ведёт, как и в науке, к появлению совершенно новой технической дисциплины. Техника развивается за счёт отбора нововведений из запаса возможных технических вариантов. Однако, если кри терии отбора успешных вариантов в науке являются главным образом внутренними профессиональными критериями, в технике они зачастую будут внешними, т. е. для оценки новаций в технике важны не только собственно технические критерии (например, эффек тивность или простота изготовления), но и – ориги нальность, конструктивность и отсутствие негативных последствий. Кроме того, профессиональные ориен тации инженеров и техников различны, так сказать, в географическом отношении: в одних странах инже неры более ориентированы на науку, в других – на коммерческие цели. Важную роль скорости нововве дений в технической сфере играют социально-эконо мические факторы.

По мнению этого автора, для описания взаимо действия трёх автономных эволюционных процессов справедлива та схема, которую он создал для опи сания процессов развития науки, а именно: созда ние новых вариантов (фаза мутаций) – создание но вых вариантов для практического использования (фа за селекции) – распространение успешных вариантов внутри каждой сферы на более широкую сферу науки и техники (фаза диффузии и доминирования). Подоб ным же образом связаны техника и производство.

Тулмин также отрицает, что технику можно рассмат ривать просто как прикладную науку. Во-первых, неяс но само понятие «приложение». В этом плане зако ны Кеплера вполне могут рассматриваться как спе циальное «приложение» теории Ньютона. Во-вторых, между наукой и техникой существуют перекрёстные связи и часто бывает трудно определить, находится «источник» какой-то научной или технической идеи в области науки или в сфере техники. Можно доба вить, что соотношение науки и техники в разных куль турах различно. В античной культуре «чистые» мате матика и физика развивались, не заботясь о каких-ли бо приложениях в технике. В древнекитайском обще стве, несмотря на слабое развитие математических и физических теорий, ремесленная техника была весь ма плодотворна. В конечном счёте техника и ремесло намного старше, чем естествознание. Многие тысяче летия, например, обработка металла и врачебное ис кусство развивались без какой-либо связи с наукой.

Положение изменилось лишь в последнее столетие, когда техника и промышленность действительно бы ли революционизированы наукой. Но это не означает, по мнению Тулмина, что изменилась сама сущность техники, но лишь то, что новое, более тесное парт нёрство техники и науки привело к ускорению реше ния технических проблем, ранее считавшихся нераз решимыми.

Аналогичным образом объяснял взаимодействие науки и техники другой известный философ науки – Дерек де Солла Прайс, который пытался разделить развитие науки и техники на основе выделения раз личий в интенциях и поведении тех, кто занимается научным техническим творчеством. Учёный – это тот, кто хочет публиковать статьи, для техника же опуб ликованная статья не является конечным продуктом.

Прайс определяет технику как исследование, глав ным продуктом которого является не публикация (как в науке), а – машина, лекарство, продукт или про цесс определённого типа и пытается применить мо дели роста публикаций в науке к объяснению разви тия техники.

Таким образом, в данном случае философы науки пытаются перенести модели динамики науки на объ яснение развития техники. Однако, такая процедура, во-первых, ещё требует специального обоснования, и, во-вторых, необходим содержательный анализ раз вития технического знания и деятельности, а не поиск подтверждающих примеров для априорной модели, полученной на совершенно ином материале. Конеч но, это не означает, что многие результаты, получен ные в современной философии науки, не могут быть использованы для объяснения и понимания механиз мов развития техники, особенно вопроса о соотноше нии науки и техники.

Техника науки и технические науки Согласно третьей, указанной выше, точке зрения, наука развивалась, ориентируясь на развитие тех нических аппаратов и инструментов, и представля ет собой ряд попыток исследовать способ функцио нирования этих инструментов.

Германский философ Гернот Беме приводит в ка честве примера теорию магнита английского учёного Вильяма Гильберта, которая базировалась на исполь зовании компаса. Аналогичным образом можно рас смотреть и возникновение термодинамики на основе технического развития парового двигателя. Другими примерами являются открытие Галилея и Торричел ли, к которым они были приведены практикой инже неров, строивших водяные насосы. По мнению Беме, техника ни в коем случае не является применением научных законов, скорее, в технике идёт речь о мо делировании природы сообразно социальным функ циям. «И если говорят, что наука является базисом технологии, то можно точно также сказать, что тех нология даёт основу науке... Существует исходное единство науки и технологии Нового времени, которое имеет свой источник в эпохе Ренессанса. Тогда меха ника впервые выступила как наука, как исследование природы в технических условиях (эксперимента) и с помощью технических моделей (например, часов и т.

п.)».

Это утверждение отчасти верно, поскольку про гресс науки зависел в значительной степени от изобретения соответствующих научных инструмен тов. Причём многие технические изобретения были сделаны до возникновения экспериментального есте ствознания, например, телескоп и микроскоп, а также можно утверждать, что без всякой помощи науки бы ли реализованы крупные архитектурные проекты. Без сомнения, прогресс техники сильно ускоряется нау кой;

верно также и то, что «чистая» наука пользуется техникой, т. е. инструментами, а наука была дальней шим расширением техники. Но это ещё не означает, что развитие науки определяется развитием техники.

К современной науке, скорее, применимо противопо ложное утверждение.

Четвёртая точка зрения оспаривает предыдущую, утверждая, что техника науки, т. е. измерение и экс перимент, во все времена обгоняет технику повсе дневной жизни.

Этой точки зрения придерживался, например, А.

Койре, который оспаривал тезис, что наука Галилея представляет собой не что иное, как продукт деятель ности ремесленника или инженера. Он подчёркивал, что Галилей и Декарт никогда не были людьми ремес ленных или механических искусств и не создали ни чего, кроме мыслительных конструкций. Не Галилей учился у ремесленников на венецианских верфях, на против, он научил их многому. Он был первым, кто со здал первые действительно точные научные инстру менты – телескоп и маятник, которые были резуль татом физической теории. При создании своего соб ственного телескопа Галилей не просто усовершен ствовал голландскую подзорную трубу, а исходил из оптической теории, стремясь сделать невидимое на блюдаемым, из математического расчёта, стремясь достичь точности в наблюдениях и измерениях. Из мерительные инструменты, которыми пользовались его предшественники, были по сравнению с прибора ми Галилея ещё ремесленными орудиями. Новая на ука заменила расплывчатые и качественные понятия аристотелевской физики системой надёжных и стро го количественных понятий. Заслуга великого учёного в том, что он заменил обыкновенный опыт основан ным на математике и технически совершенным экспе риментом. Декартовская и галилеевская наука имела огромное значение для техников и инженеров. То, что на смену миру «приблизительности» и «почти» в со здании ремесленниками различных технических со оружений и машин приходит мир новой науки – мир точности и расчёта, – заслуга не инженеров и тех ников, а теоретиков и философов. Примерно такую же точку зрения высказывал Луис Мэмфорд: «Снача ла инициатива исходила не от инженеров-изобрета телей, а от учёных... Телеграф, в сущности, открыл Генри, а не Морзе;

динамо – Фарадей, а не Сименс;

электромотор – Эрстед, а не Якоби;

радиотелеграф – Максвелл и Герц, а не Маркони и Де Форест...» Преоб разование научных знаний в практические инструмен ты, с точки зрения Мэмфорда, было простым эпизо дом в процессе открытия. Из этого выросло новое яв ление: обдуманное и систематическое изобретение.

Например, телефон на большие дистанции стал воз можен только благодаря систематическим исследова ниям в лабораториях Белла.

Эта точка зрения также является односторонней.

Хорошо известно, что ни Максвелл, ни Герц не имели в виду технических приложений развитой ими элек тромагнитной теории. Герц ставил естественнонауч ные эксперименты, подтвердившие теорию Максвел ла, а не конструировал радиоприёмную или радиопе редающую аппаратуру, изобретённую позже. Потре бовались ещё значительные усилия многих учёных и инженеров, прежде чем подобная аппаратура приоб рела современный вид. Верно, однако, что эта рабо та была связана с серьёзными систематическими на учными (точнее, научно-техническими) исследовани ями. В то же время технологические инновации вовсе не обязательно являются результатом движения, на чинающегося с научного открытия.

По нашему мнению, наиболее реалистической и исторически обоснованной точкой зрения является та, которая утверждает, что вплоть до конца XIX ве ка регулярного применения научных знаний в тех нической практике не было, но это характерно для технических наук сегодня. В течение XIX века отно шения науки и техники частично переворачиваются в связи со «сциентификацией» техники. Этот переход к научной технике не был, однако, однонаправленной трансформацией техники наукой, а их взаимосвязан ной модификацией. Другими словами, «сциентизация техники» сопровождалась «технизацией науки».

Техника большую часть своей истории была мало связана с наукой;

люди могли делать и делали устрой ства, не понимая, почему они так работают. В то же время естествознание до XIX века решало в основ ном свои собственные задачи, хотя часто отталкива лось от техники. Инженеры, провозглашая ориента цию на науку, в своей непосредственной практической деятельности руководствовались ею незначительно.

После многих веков такой «автономии» наука и тех ника соединились в XVII веке, в начале научной рево люции. Однако лишь к XIX веку это единство прино сит свои первые плоды, и только в XX веке наука ста новится главным источником новых видов техники и технологии.

В первый период (донаучный) последовательно формируются три типа технических знаний: практи ко-методические, технологические и конструктив но-технические.

Во втором периоде происходит зарождение техни ческих наук (со второй половины XVIII в. до 70-х гг. XIX в.) происходит, во-первых, формирование научно-тех нических знаний на основе использования в инженер ной практике знаний естественных наук и, во-вторых, появление первых технических наук. Этот процесс в новых областях практики и науки происходит, конеч но, и сегодня, однако, первые образцы такого способа формирования научно-технических знаний относятся именно к данному периоду.

Третий период – классический (до середины XIX века) характеризуется построением ряда фундамен тальных технических теорий.

Наконец, для четвёртого этапа (настоящее время) характерно осуществление комплексных исследова ний, интеграция технических наук не только с есте ственными, но и с общественными науками, и вместе с тем происходит процесс дальнейшей дифферен циации и «отпочкования» технических наук от есте ственных и общественных.

Однако для проведения методологического ана лиза технического знания недостаточна простая эм пирическая констатация определённых исторических этапов. Необходимо дать теоретическое описание функционирования и генезиса технических наук. А для этого важно определить их специфику.

Специфика естественных и технических наук Выявление специфики технических наук осуществ ляется обычно следующим образом: технические на уки сопоставляются с естественными (и обществен ными) науками и параллельно рассматривается соот ношение фундаментальных и прикладных исследова ний. При этом могут быть выделены следующие по зиции:

(1) технические науки отождествляются с приклад ным естествознанием;

(2) естественные и технические науки рассматри ваются как равноправные научные дисциплины;

(3) в технических науках выделяются как фунда ментальные, так и прикладные исследования.

Технические науки и прикладное естествознание Технические науки нередко отождествляются с при кладным естествознанием. Однако в условиях совре менного научно-технического развития такое отож дествление не соответствует действительности. Тех нические науки составляют особый класс научных (научно-технических) дисциплин, отличающихся от естественных, хотя между ними существует достаточ но тесная связь. Технические науки возникали в каче стве прикладных областей исследования естествен ных наук, используя, но и значительно видоизменяя заимствованные теоретические схемы, развивая ис ходное знание. Кроме того, это не был единственный способ их возникновения. Важную роль сыграла здесь математика. Нет оснований также считать одни науки более важными и значимыми, чем другие, особенно если нет ясности, что принять за точку отсчёта.

По мнению Дж. Агасси, разделение науки на фун даментальную и прикладную по результатам иссле дования слишком тривиально. «Существует, конечно, пересечение, – писал он. – То исследование, которое известно как фундаментальное и которое является чистой наукой в ближайший отрезок времени, в кон це концов применяется. Иными словами, фундамен тальное исследование – это поиск некоторых зако нов природы с учётом использования этих законов».

Это пересечение показывает, что данное разделение не является единственным, но все же, с точки зрения Агасси, оно является достаточным, только имеет иное основание. Он выделил в науке два рода проблем – дедуцируемости и применимости – и показал разли чия в работе учёных-прикладников и изобретателей.

В прикладной науке, в отличие от «чистой», пробле мой дедуцируемости является поиск начальных усло вий, которые вместе с данными теориями дают усло вия, уточняемые практическим рассмотрением. С его точки зрения, «изобретение – это теория, а не практи ческая деятельность, хотя и с практическим концом».

Строго говоря, термин «прикладная наука» явля ется некорректным. Обозначая техническую науку в качестве прикладной, исходят обычно из противопо ставления «чистой» и прикладной науки. Если цель «чистой» науки – «знать», то прикладной – «делать».

В этом случае прикладная наука рассматривается лишь как применение «чистой» науки, которая откры вает законы, достигая тем самым понимания и объ яснения природы. Однако, такой подход не позволя ет определить специфику технических наук, посколь ку и естественные, и технические науки могут быть рассмотрены как с точки зрения выработки в них но вых знаний, так и с позиции приложения этих знаний для решения каких-либо конкретных задач, в том чис ле – технических. Кроме того, естественные науки мо гут быть рассмотрены как сфера приложения – напри мер, математики. Иными словами, разделение наук по сфере практического применения является отно сительным.

По мнению Марио Бунге, разделение наук на «чи стые» и прикладные все же имеет определённый смысл: «эта линия должна быть проведена, если мы хотим объяснить различия в точке зрения и мотива ции между исследователем, который ищет новый за кон природы, и исследователем, который применяет известные законы к проектированию полезных при способлений: тогда как первый хочет лучше понять вещи, последний желает через них усовершенство вать наше мастерство».

Как показывают конкретные исторические приме ры, в реальной жизни очень трудно отделить исполь зование научных знаний от их создания и развития.

Как правило, инженеры сознательно или несозна тельно используют и формулируют общие утвержде ния или законы;

математика выступает для них обыч ным аналитическим средством и языком. Инженеры постоянно выдвигают гипотезы и проектируют экспе рименты для лабораторной или натурной проверки этих гипотез. Все это обычно маркируется и воспри нимается как наука...

Инженеры используют не столько готовые научные знания, сколько научный метод. Кроме того, в самих технических науках постепенно формируется мощ ный слой фундаментальных исследований, теперь уже фундаментальные исследования с прикладными целями проводятся в интересах самой техники. Все это показывает условность проводимых границ меж ду фундаментальными и прикладными исследовани ями. Поэтому следует говорить о различии фундамен тальных и прикладных исследований и в естествен ных, и в технических науках, а не о противопоставле нии фундаментальных и прикладных наук, неизменно относя к первым из них – естественные, а ко вторым – технические науки.

Технические и естественные науки – равноправные партнёры Сегодня все большее число философов техники придерживаются той, по нашему мнению, единствен но верной точки зрения, что технические и есте ственные науки должны рассматриваться как рав ноправные научные дисциплины. Каждая техниче ская наука – это отдельная и относительно автоном ная дисциплина, обладающая рядом особенностей.

Технические науки – часть науки и, хотя они не долж ны далеко отрываться от технической практики, не совпадают с ней. Техническая наука обслуживает тех нику, но является прежде всего наукой, т. е. направле на на получение объективного, поддающегося соци альной трансляции знания.

Как показал Э. Лейтон, становление технических наук связано с широким движением в XIX веке – приданием инженерному знанию формы, аналогич ной науке. Среди результатов этой тенденции бы ло формирование профессиональных обществ, по добных тем, которые существовали в науке, появле ние исследовательских журналов, создание исследо вательских лабораторий и приспособление матема тической теории и экспериментальных методов нау ки к нуждам инженерии. Таким образом, инженеры ХХ века заимствовали не просто результаты научных ис следований, но также методы и социальные инсти туты научного сообщества. С помощью этих средств они смогли сами генерировать специфические, необ ходимые для их профессионального сообщества зна ния. «Современная техника включает учёных, кото рые „делают“ технику и техников, которые работают как учёные». Их работа (если они работают, напри мер, в университете и не выполняют практических обязанностей) является «чистой» наукой, хотя свои результаты они публикуют в соответствующих тех нических журналах. «Старая точка зрения, что фун даментальная наука генерирует все знания, которые техник затем применяет, просто не помогает в пони мании особенностей современной техники».

Действительно, сегодня никого не удивит тот факт, что «целевые исследования, которые проводятся в промышленных лабораториях исследователями, по лучившими инженерное образование, приводят к важным научным прорывам или что учёные, работа ющие в университетах или академических центрах, приходят к важным технологическим открытиям». По этому технические науки должны в полной мере рас сматриваться как самостоятельные научные дисци плины, наряду с общественными, естественными и математическими науками. Вместе с тем они суще ственно отличаются от последних по специфике сво ей связи с техникой.

Технические и естественные науки имеют одну и ту же предметную область инструментально измери мых явлений. Хотя они могут исследовать одни и те же объекты, но проводят исследование этих объектов различным образом.

Технические явления в экспериментальном обору довании естественных наук играют решающую роль, а большинство физических экспериментов является искусственно созданными ситуациями. Объекты тех нических наук также представляют собой своеобраз ный синтез «естественного» и «искусственного». Ис кусственность объектов технических наук заключает ся в том, что они являются продуктами сознатель ной целенаправленной человеческой деятельности.

Их естественность обнаруживается прежде всего в том, что все искусственные объекты в конечном ито ге создаются из естественного (природного) материа ла. Естественнонаучные эксперименты являются ар тефактами, а технические процессы – фактически ви доизменёнными природными процессами. Осуществ ление эксперимента – это деятельность по произ водству технических эффектов и может быть отчасти квалифицирована как инженерная, т. е. как конструи рование машин, как попытка создать искусственные процессы и состояния, однако с целью получения новых научных знаний о природе или подтвержде ния научных законов, а не исследования закономер ностей функционирования и создания самих техни ческих устройств. Поэтому, указывая на инженерный характер физического эксперимента, не следует при этом упускать из вида тот факт, что и современная ин женерная деятельность была в значительной степени видоизменена под влиянием развитого в науке Ново го времени мысленного эксперимента. Естественно научный эксперимент – это не столько конструирова ние реальной экспериментальной установки, сколь ко прежде всего идеализированный эксперимент, опе рирование с идеальными объектами и схемами. Так, Галилей был не только изобретателем и страстным пропагандистом использования техники в научном ис следовании, но он также переосмыслил и преобра зовал техническое действие в физике. Быстрое рас ширение сферы механических искусств «обеспечило новые контролируемые, почти лабораторные ситуа ции, в которых он мог одним из первых наблюдать естественные явления... ѕ нелегко различимые в чи стом состоянии природы». Цель физики – изолиро вать теоретически предсказанное явление, чтобы по лучить его в чистом виде. Вот почему физические на уки открыты для применения в инженерии, а техниче ские устройства могут быть использованы для экспе риментов в физике.

Технические науки к началу ХХ столетия составили сложную иерархическую систему знаний – от весьма систематических наук до собрания правил в инженер ных руководствах. Некоторые из них строились непо средственно на естествознании (например, сопротив ление материалов и гидравлика) и часто рассматри вались в качестве особой отрасли физики, другие (как кинематика механизмов) развивались из непосред ственной инженерной практики. И в одном, и в другом случае инженеры заимствовали как теоретические и экспериментальные методы науки, так и многие цен ности и институты, связанными с их использованием.

К началу ХХ столетия технические науки, выросшие из практики, приняли качество подлинной науки, при знаками которой являются систематическая органи зация знаний, опора на эксперимент и построение ма тематизированных теорий. В технических науках по явились также особые фундаментальные исследова ния.

Таким образом, естественные и технические науки – равноправные партнёры. Они тесно связаны как в генетическом аспекте, так и в процессах своего функ ционирования. Именно из естественных наук в техни ческие были транслированы первые исходные теоре тические положения, способы представления объек тов исследования и проектирования, основные поня тия, а также был заимствован самый идеал научно сти, установка на теоретическую организацию науч но-технических знаний, на построение идеальных мо делей, математизацию. В то же время нельзя не ви деть, что в технических науках все заимствованные из естествознания элементы претерпели существенную трансформацию, в результате чего и возник новый тип организации теоретического знания. Кроме того, тех нические науки со своей стороны в значительной сте пени стимулируют развитие естественных наук, ока зывая на них обратное воздействие.

Однако сегодня такой констатации уже недостаточ но. Для определения специфики технического зна ния и технических наук необходимо анализировать их строение. На этой основе может быть затем пе ресмотрена и углублена и сама классификация на ук. Не совсем корректно распространённое утвержде ние, что основой технических наук является лишь точ ное естествознание. Это утверждение может быть признано справедливым лишь по отношению к исто рически первым техническим наукам. В настоящее время научно-технические дисциплины представля ют собой широкий спектр различных дисциплин – от самых абстрактных до весьма специализированных, которые ориентируются на использование знаний не только естественных наук (физики, химии, биологии и т. д.), но и общественных (например, экономики, социологии, психологии и т. п.). Относительно неко торых научно-технических дисциплин вообще трудно сказать, принадлежат ли они к чисто техническим на укам или представляют какое-то новое, более слож ное единство науки и техники. Кроме того, некоторые части технических наук могут иметь характер фунда ментального, а другие – прикладного исследования.

Впрочем, то же справедливо и для естественных на ук. Творческие и нетворческие элементы имеют место равно как в естественных, так и в технических науках.

Нельзя забывать, что сам процесс практического при ложения не является однонаправленным процессом, он реализуется как последовательность итераций и связан с выработкой новых знаний.

Фундаментальные и прикладные исследования в технических науках Прикладное исследование – это такое исследова ние, результаты которого адресованы производите лям и заказчикам и которое направляется нуждами или желаниями этих клиентов, фундаментальное – адресовано другим членам научного сообщества. Со временная техника не так далека от теории, как это иногда кажется. Она не является только применени ем существующего научного знания, но имеет творче скую компоненту. Поэтому в методологическом пла не техническое исследование (т. е. исследование в технической науке) не очень сильно отличается от научного. Для современной инженерной деятельно сти требуются не только краткосрочные исследова ния, направленные на решение специальных задач, но и широкая долговременная программа фундамен тальных исследований в лабораториях и институтах, специально предназначенных для развития техниче ских наук. В то же время современные фундамен тальные исследования (особенно в технических нау ках) более тесно связаны с приложениями, чем это было раньше.

Для современного этапа развития науки и тех ники характерно использование методов фундамен тальных исследований для решения прикладных про блем. Тот факт, что исследование является фунда ментальным, ещё не означает, что его результаты неутилитарны. Работа же, направленная на приклад ные цели, может быть весьма фундаментальной. Кри териями их разделения являются в основном времен ной фактор и степень общности. Вполне правомерно сегодня говорить и о фундаментальном промышлен ном исследовании.

Вспомним имена великих учёных, бывших одно временно инженерами и изобретателями: Д. У. Гиббс – химик-теоретик – начал свою карьеру как меха ник-изобретатель;

Дж. фон Нейман начал как инже нер-химик, далее занимался абстрактной математи кой и впоследствии опять вернулся к технике;

Н. Ви нер и К. Шеннон были одновременно и инженерами и первоклассными математиками. Список может быть продолжен: Клод Луис Навье, инженер французско го Корпуса мостов и дорог, проводил исследования в математике и теоретической механике;

Вильям Том сон (лорд Кельвин) удачно сочетал научную карьеру с постоянными поисками в сфере инженерных и тех нологических инноваций;

физик-теоретик Вильгельм Бьеркнес стал практическим метеорологом...

Хороший техник ищет решения, даже если они ещё не полностью приняты наукой, а прикладные иссле дования и разработки все более и более выполняют ся людьми с исходной подготовкой в области фунда ментальной науки.

Таким образом, в научно-технических дисциплинах необходимо чётко различать исследования, включён ные в непосредственную инженерную деятельность (независимо от того, в каких организационных фор мах они протекают), и теоретические исследования, которые мы будем далее называть технической тео рией.

Для того, чтобы выявить особенности технической теории, её сравнивают прежде всего с естественно научной. Г. Сколимовский писал: «техническая тео рия создаёт реальность, в то время как научная тео рия только исследует и объясняет её». По мнению Ф. Раппа, решительный поворот в развитии техни ческих наук состоял «в связывании технических зна ний с математико-естественнонаучными методами».

Этот автор различает также «гипотетико-дедуктивный метод» (идеализированная абстракция) естественно научной теории и «проективно-прагматический ме тод» (общая схема действия) технической науки.

Г. Беме отмечал, что «техническая теория состав ляется так, чтобы достичь определённой оптимиза ции». Для современной науки характерно её «ответв ление в специальные технические теории». Это про исходит за счёт построения специальных моделей в двух направлениях: формулировки теорий техниче ских структур и конкретизации общих научных теорий.

Можно рассмотреть в качестве примера становление химической технологии как научной дисциплины, где осуществлялась разработка специальных моделей, которые связывали более сложные технические про цессы и операции с идеализированными объектами фундаментальной науки. По мнению Беме, многие первые научные теории были, по сути дела, теориями научных инструментов, т. е. технических устройств:

например, физическая оптика – это теория микроско па и телескопа, пневматика – теория насоса и баро метра, а термодинамика – теория паровой машины и двигателя.

Марио Бунге подчёркивал, что в технической нау ке теория – не только вершина исследовательского цикла и ориентир для дальнейшего исследования, но и основа системы правил, предписывающих ход оп тимального технического действия. Такая теория ли бо рассматривает объекты действия (например, ма шины), либо относится к самому действию (напри мер, к решениям, которые предшествуют и управля ют производством или использованием машин). Бун ге различал также научные законы, описывающие ре альность, и технические правила, которые описыва ют ход действия, указывают, как поступать, чтобы до стичь определённой цели (являются инструкцией к выполнению действий). В отличие от закона приро ды, который говорит о том, какова форма возможных событий, технические правила являются нормами. В то время, как утверждения, выражающие законы, мо гут быть более или менее истинными, правила мо гут быть более или менее эффективными. Научное предсказание говорит о том, что случится или может случиться при определённых обстоятельствах. Техни ческий прогноз, который исходит из технической тео рии, формулирует предположение о том, как повли ять на обстоятельства, чтобы могли произойти опре делённые события или, напротив, их можно было бы предотвратить.

Наибольшее различие между физической и техни ческой теориями заключается в характере идеализа ции: физик может сконцентрировать своё внимание на наиболее простых случаях (например, элимини ровать трение, сопротивление жидкости и т. д.), но все это является весьма существенным для техни ческой теории и должно приниматься ею во внима ние.


Таким образом, техническая теория имеет де ло с более сложной реальностью, поскольку не мо жет элиминировать сложное взаимодействие физи ческих факторов, имеющих место в машине. Техни ческая теория является менее абстрактной и идеа лизированной, она более тесно связана с реальным миром инженерии. Специальный когнитивный статус технических теорий выражается в том, что техниче ские теории имеют дело с искусственными устрой ствами, или артефактами, в то время как научные тео рии относятся к естественным объектам. Однако про тивопоставление естественных объектов и артефак тов ещё не даёт реального основания для проводи мого различения. Почти все явления, изучаемые со временной экспериментальной наукой, созданы в ла бораториях и в этом плане представляют собой арте факты.

По мнению Э. Лейтона, техническую теорию со здаёт особый слой посредников – «учёные-инжене ры» или «инженеры-учёные». Ибо для того, чтобы ин формация перешла от одного сообщества (учёных) к другому (инженеров), необходима её серьёзная пе реформулировка и развитие. Так, Максвелл был од ним из тех учёных, которые сознательно пытались сделать вклад в технику (и он действительно оказал на неё большое влияние). Но потребовались почти столь же мощные творческие усилия британского ин женера Хэвисайда, чтобы преобразовать электромаг нитные уравнения Максвелла в такую форму, кото рая могла быть использована инженерами. Таким по средником был, например, шотландский учёный-ин женер Рэнкин – ведущая фигура в создании термо динамики и прикладной механики, которому удалось связать практику построения паровых двигателей вы сокого давления с научными законами. Для такого ро да двигателей закон Бойля-Мариотта в чистом виде не применим. Рэнкин доказал необходимость разви тия промежуточной формы знания – между физикой и техникой. Действия машины должны основываться на теоретических понятиях, а свойства материалов выбираться на основе твёрдо установленных экспе риментальных данных. В паровом двигателе изуча емым материалом был пар, а законы действия бы ли законами создания и исчезновения теплоты, уста новленными в рамках формальных теоретических по нятий. Поэтому работа двигателя в равной мере за висела и от свойств пара (устанавливаемых практи чески), и от состояния теплоты в этом паре. Рэнкин сконцентрировал своё внимание на том, как законы теплоты влияют на свойства пара. Но в соответствии с его моделью, получалось, что и свойства пара мо гут изменить действие теплоты. Проведённый ана лиз действия расширения пара позволил Рэнкину от крыть причины потери эффективности двигателей и рекомендовать конкретные мероприятия, уменьшаю щие негативное действие расширения. Модель техни ческой науки, предложенная Рэнкиным, обеспечила применение теоретических идей к практическим про блемам и привела к образованию новых понятий на основе объединения элементов науки и техники.

Технические теории в свою очередь оказывают большое обратное влияние на физическую науку и даже в определённом смысле на всю физическую картину мира. Например, (по сути, – техническая) теория упругости была генетической основой модели эфира, а гидродинамика – вихревых теорий материи.

Таким образом, в современной философии техники исследователям удалось выявить фундаментальное теоретическое исследование в технических науках и провести первичную классификацию типов техниче ской теории. Разделение исследований в технических науках на фундаментальные и прикладные позволя ет выделить и рассматривать техническую теорию в качестве предмета особого философско-методологи ческого анализа и перейти к изучению её внутренней структуры.

Голландский исследователь П. Кроес утверждал, что теория, имеющая дело с артефактами, обязатель но претерпевает изменение своей структуры. Он под чёркивал, что естественнонаучные и научно-техниче ские знания являются в равной степени знаниями о манипуляции с природой, что и естественные, и тех нические науки имеют дело с артефактами и сами со здают их. Однако между двумя видами теорий суще ствует также фундаментальное отличие, и оно заклю чается в том, что в рамках технической теории важ нейшее место принадлежит проектным характеристи кам и параметрам.

Исследование соотношения и взаимосвязи есте ственных и технических наук направлено также на то, чтобы обосновать возможность использования при анализе технических наук методологических средств, развитых в философии науки в процессе исследова ния естествознания. При этом в большинстве работ анализируются в основном связи, сходства и разли чия физической и технической теории (в её классиче ской форме), которая основана на применении к ин женерной практике главным образом физических зна ний.

Однако за последние десятилетия возникло мно жество технических теорий, которые основываются не только на физике и могут быть названы абстракт ными техническими теориями (например, системотех ника, информатика или теория проектирования), для которых характерно включение в фундаментальные инженерные исследования общей методологии. Для трактовки отдельных сложных явлений в технических разработках могут быть привлечены часто совершен но различные, логически не связанные теории. Та кие теоретические исследования становятся по самой своей сути комплексными и непосредственно выхо дят не только в сферу «природы», но и в сферу «куль туры». «Необходимо брать в расчёт не только взаи модействие технических разработок с экономически ми факторами, но также связь техники с культурными традициями, а также психологическими, исторически ми и политическими факторами». Таким образом, мы попадаем в сферу анализа социального контекста на учно-технических знаний.

Теперь рассмотрим последовательно: во-первых, генезис технических теорий классических техниче ских наук и их отличие от физических теорий;

во-вто рых, особенности теоретико-методологического син теза знаний в современных научно-технических дис циплинах и, в-третьих, развитие современной инже нерной деятельности и необходимость социальной оценки техники.

Глава 12.

Физическая теория и техническая теория. генезис классических технических наук Структура технической теории Для разъяснения специфики технических наук очень важно показать сходства и отличия физиче ской и технической теорий. Первые технические тео рии строились по образцу физических. Как показано в первых разделах этой книги, в структуре развитой естественнонаучной теории наряду с концептуаль ным и математическим аппаратом важную роль игра ют теоретические схемы, образующие своеобразный «внутренний скелет» теории.

Теоретические схемы и абстрактные объекты технической теории Теоретические схемыпредставляют собой сово купность абстрактных объектов, ориентированных, с одной стороны, на применение соответствующего ма тематического аппарата, а с другой, – на мыслен ный эксперимент, т. е. на проектирование возможных экспериментальных ситуаций. Они представляют со бой особые идеализированные представления (тео ретические модели), которые часто (в особенности в технических науках) выражаются графически. Приме ром их могут быть электрические и магнитные сило вые линии, введённые М. Фарадеем в качестве схе мы электромагнитных взаимодействий. «Фарадеевы линии силы, – писал Максвелл, – занимают в нау ке об электромагнитизме такое же положение, как пучки линий в геометрии положения. Они позволяют нам воспроизвести точный образ предмета, о котором мы рассуждаем». Г. Герц использовал и развил да лее эту теоретическую схему Фарадея для осуществ ления и описания своих знаменитых опытов. Напри мер, он построил изображения так называемого про цесса «отшнуровывания» силовых линий вибратора, что стало решающим для решения проблемы пере дачи электромагнитных волн на расстояние и появ ления радиотехники, и анализировал распределение сил для различных моментов времени. Герц назвал такое изображение «наглядной картиной распределе ния силовых линий».

Такое специальное схематическое представление, особенно в современной физической теории, необя зательно должно выражаться в графической форме, но это не значит, что оно вообще более не существу ет. Представители научного сообщества всегда име ют подобное идеализированное представление объ екта исследования и постоянно мысленно оперируют с ним. В технической же теории такого рода графиче ские изображения играют ещё более существенную роль.

Теоретические схемы выражают особое видение мира под определённым углом зрения, заданным в данной теории. Эти схемы, с одной стороны, отража ют интересующие данную теорию свойства и сторо ны реальных объектов, а с другой, – являются её опе ративными средствами для идеализированного пред ставления этих объектов, которое может быть прак тически реализовано в эксперименте путём устране ния побочных влияний техническим путём. Так, Гали лей, проверяя закон свободного падения тел, выбрал для бросаемого шарика очень твёрдый материал, что позволяло практически пренебречь его деформаци ей. Стремясь устранить трение на наклонной плоско сти, он оклеил её отполированным пергаментом. В ка честве теоретической схемы подобным образом тех нически изготовленный объект представлял собой на клонную плоскость, т. е. абстрактный объект, со ответствующий некоторому классу реальных объек тов, для которых можно пренебречь трением и упру гой деформацией. Одновременно он представлял со бой объект оперирования, замещающий в опреде лённом отношении реальный объект, с которым осу ществлялись различные математические действия и преобразования.


Ещё более показателен пример работы Генриха Герца, экспериментально доказавшим существова ние электромагнитных волн. Используемые Герцем теоретические понятия имели чёткое математиче ское выражение (поляризация, смещение, количе ство электричества, сила тока, период, амплитуда, длина волны и т. д.). Однако он постоянно имел в виду и соотнесённость математического описания с опытом. Так, в основных уравнениях электродинами ки Герц перешёл от использования потенциалов, слу живших для теоретического описания, к напряжённо стям, которые были экспериментально измеримыми.

Производя опыты, он постоянно обращался к мате матическим расчётам – например, к расчёту перио да колебаний по формуле Томсона. Использование для описания электродинамических процессов теоре тических схем оптики и акустики позволило Герцу не только применить ряд таких понятий, как угол паде ния, показатель преломления, фокальная линия и т.

п., но и осуществить над электромагнитными коле баниями ряд классических оптических опытов (по ре гистрации прямолинейного распространения, интер ференции и преломления электромагнитных волн и т. п.). Эти эксперименты подтвердили адекватность выбранной теоретической схемы и доказали её уни версальность для разных типов физических явле ний. Заимствованная из оптики и акустики, теорети ческая схема естественного процесса распростране ния электромагнитных волн (Герц называл её «кар тиной поля», «картиной электрических волн») позво лила транслировать и соответствующую математиче скую схему, а именно – геометрическое изображение стоячей волны, которое даёт возможность чётко опре делять узловые точки, пучности, период, фазу и длину волны. В соответствии с этой схемой Герц производил необходимые экспериментальные измерения (фазы и амплитуды электромагнитных колебаний при отраже нии, показателя преломления асфальтовой призмы и т. д.).

Таким образом, абстрактные объекты, входящие в состав теоретических схем математизированных теорий представляют собой результат идеализации и схематизации экспериментальных объектов или бо лее широко – любых объектов предметно-орудийной (в том числе инженерной) деятельности. Понятие ди поля, вибратора, резонатора и соответствующие им схематические изображения, введённые Герцем, бы ли необходимы для представления в теории реаль ных экспериментов. В настоящее время для полу чения электромагнитных волн и измерения их пара метров используются соответствующие радиотехни ческие устройства, и следовательно, понятия и схе мы, их описывающие, служат той же цели, посколь ку по отношению к электродинамике эти устройства выполняют функцию экспериментальной техники. Од нако, помимо всего прочего, эти устройства являются объектом конкретной инженерной деятельности, а их абстрактные схематические описания по отношению к теоретическим исследованиям в радиотехнике вы полняют функцию теоретических моделей.

Особенность технических наук заключается в том, что инженерная деятельность, как правило, заменя ет эксперимент. Именно в инженерной деятельно сти проверяется адекватность теоретических выво дов технической теории и черпается новый эмпириче ский материал. Это отнюдь не значит, что в техниче ских науках не проводится экспериментов, просто они не являются конечным практическим основанием тео ретических выводов. Огромное значение в этом отно шении приобретает инженерная практика.

Абстрактные объекты технической теории об ладают целым рядом особенностей. Прежде всего они являются «однородными» в том смысле, что со браны из некоторого фиксированного набора блоков по определённым правилам «сборки». Например, в электротехнике таковыми являются ёмкости, индук тивности, сопротивления;

в теоретический радиотех нике – генераторы, фильтры, усилители и т. д.;

в тео рии механизмов и машин – различные типы звеньев, передач, цепей, механизмов. Например, немецкий учёный и инженер Франц Рело поставил перед собой задачу создать техническую теорию, которая позво лила бы не только объяснить принцип действия суще ствующих, но и облегчить создание новых механиз мов. С этой целью он провёл более детальное, чем его предшественники, расчленение на части механиз ма, взятого в качестве абстрактного объекта техниче ской теории. Рело построил представление о кинема тической паре, а составляющие её тела он называл элементами пары. С помощью двух таких элементов можно осуществлять различные движения. Несколь ко кинематических пар образуют кинематическое зве но, несколько звеньев – кинематическую цепь. Меха низм является замкнутой кинематической цепью при нуждённого движения, одно из звеньев которой за креплено. Поэтому из одной цепи можно получить столько механизмов, сколько она имеет звеньев.

Подобное строение абстрактных объектов являет ся специфичным и обязательным для технической теории, делая их однородными в том смысле, что они сконструированы, во-первых, с помощью фикси рованного набора элементов и, во-вторых, ограничен ного и заданного набора операций их сборки. Лю бые механизмы могут быть представлены как состоя щие из иерархически организованных цепей, звеньев, пар и элементов. Это обеспечивает, с одной сторо ны, соответствие абстрактных объектов конструктив ным элементам реальных технических систем, а с другой создаёт возможность их дедуктивного преоб разования на теоретическом уровне. Поскольку все механизмы оказываются собранными из одного и то го же набора типовых элементов, то остаётся задать лишь определённые процедуры их сборки и разбор ки из идеальных цепей, звеньев и пар элементов. Эти идеализированные блоки соответствуют стандарти зованным конструктивным элементам реальных тех нических систем. В теоретических схемах техниче ской науки задаётся образ исследуемой и проектиру емой технической системы.

Специфика технической теории состоит в том, что она ориентирована на конструирование технических систем. Научные знания и законы, полученные есте ственнонаучной теорией, требуют ещё длительной «доводки» для применения их к решению практиче ских инженерных задач, в чем и состоит одна из функ ций технической теории.

Теоретические знания в технических науках долж ны быть обязательно доведены до уровня практиче ских инженерных рекомендаций. Выполнению этой задачи служат в технической теории правила соот ветствия, перехода от одних модельных уровней к другим, а проблема интерпретации и эмпирическо го обоснования в технической науке формулирует ся как задача реализации. Поэтому в технической теории важную роль играет разработка особых опе раций перенесения теоретических результатов в об ласть инженерной практики, установление чёткого со ответствия между сферой абстрактных объектов тех нической теории и конструктивными элементами ре альных технических систем, что соответствует факти чески теоретическому и эмпирическому уровням зна ния.

Эмпирическое и теоретическое в технической теории Эмпирический уровень технической теории образу ют конструктивно-технические и технологические зна ния, являющиеся результатом обобщения практиче ского опыта при проектировании, изготовлении, от ладке и т. д. технических систем. Это – эвристические методы и приёмы, разработанные в самой инженер ной практике, но рассмотренные в качестве эмпири ческого базиса технической теории.

Конструктивно-технические знания преимуще ственно ориентированы на описание строения (или конструкции) технических систем, представляющих собой совокупность элементов, имеющих определён ную форму, свойства и способ соединения. Они вклю чают также знания о технических процессах и пара метрах функционирования этих систем. Технологи ческие знания фиксируют методы создания техниче ских систем и принципы их использования. Эмпири ческие знания технической науки отображаются на её теоретическом уровне в виде многослойных теорети ческих схем, абстрактных объектов различных уров ней. Однако эмпирический уровень технической тео рии содержит в себе не только конструктивно-техни ческие и технологические знания, которые по сути де ла ориентированы на обобщение опыта инженерной работы, но и особые практико-методические зна ния, представляющие собой практические рекомен дации по применению научных знаний, полученных в технической теории, в практике инженерного проек тирования. Это – фактически те же самые техноло гические и конструктивно-технические знания, только являющиеся уже не результатом обобщения практи ческого опыта инженерной работы, а продуктом тео ретической деятельности в области технической нау ки и поэтому сформулированы в виде рекомендаций для ещё неосуществлённой инженерной деятельно сти. Такие рекомендации, однако, формулируются на основе полученных в технической теории теоретиче ских знаний в специальных научно-технических и ин женерных исследованиях. В них также формулируют ся задачи, стимулирующие развитие технической тео рии.

Теоретический уровень научно-технического зна ния включает в себя три основные уровня, или слоя, теоретических схем: функциональные, поточные и структурные.

Функциональная схема фиксирует общее пред ставление о технической системе, независимо от спо соба её реализации, и является результатом идеа лизации технической системы на основе принципов определённой технической теории. Функциональные схемы совпадают для целого класса технических си стем. Блоки этой схемы фиксируют только те свойства элементов технической системы, ради которых они включены в неё для выполнения общей цели. Каждый элемент в системе выполняет определённую функ цию. Совокупность такого рода свойств, рассмотрен ных обособлено от тех нежелательных свойств, ко торые привносит с собой элемент в систему, и опре деляют блоки (или функциональные элементы) таких схем. Как правило, они выражают обобщённые мате матические операции, а функциональные связи, или отношения, между ними – определённые математиче ские зависимости.

Функциональные схемы, например, в теории элек трических цепей представляют собой графическую форму математического описания состояния электри ческой цепи. Каждому функциональному элементу та кой схемы соответствует определённое математиче ское соотношение, – скажем, между силой тока и на пряжением на некотором участке цепи или вполне определённая математическая операция (дифферен цирование, интегрирование и т. п.). Порядок располо жения и характеристики функциональных элементов адекватны электрической схеме.

В классической технической науке функциональ ные схемы всегда привязаны к определённому ти пу физического процесса, т. е. к определённому ре жиму функционирования технического устройства, и всегда могут быть отождествлены с какой-либо мате матической схемой или уравнением. Однако они мо гут быть и не замкнуты на конкретный математиче ский аппарат. В этом случае они выражаются в ви де простой декомпозиции взаимосвязанных функций, направленных на выполнение общей цели, предпи санной данной технической системе. С помощью та кой функциональной схемы строится алгоритм функ ционирования системы и выбирается её конфигура ция (внутренняя структура).

Поточная схема, или схема функционирования, описывает естественные процессы, протекающие в технической системе и связывающие её элементы в единое целое. Блоки таких схем отражают различные действия, выполняемые над естественным процес сом элементами технической системы в ходе её функ ционирования. Такие схемы строятся исходя из есте ственнонаучных (например, физических) представле ний.

Теория электрических цепей, к примеру, имеет дело не с огромным разнообразием конструктивных эле ментов электротехнической системы, отличающихся своими характеристиками, принципом действия, кон структивным оформлением и т. д., а со сравнитель но небольшим количеством идеальных элементов и их соединений, представляющих эти идеальные эле менты на теоретическом уровне. К таким элементам относятся прежде всего ёмкость, индуктивность, со противление, источники тока и напряжения. Для при менения математического аппарата требуется даль нейшая идеализация: каждый из перечисленных вы ше элементов может быть рассмотрен как активный (идеальные источники тока или напряжения) или пас сивный (комплексное – линейное омическое и нели нейные индуктивное и ёмкостное – сопротивления) двухполюсник, т. е. участок цепи с двумя полюсами, к которым приложена разность потенциалов и через которую течёт электрический ток. Все элементы элек трической цепи должны быть приведены к указанному виду. Причём в зависимости от режима функциониро вания технической системы одна и та же схема мо жет принять различный вид. Режим функционирова ния технической системы определяется прежде все го тем, какой естественный (в данном случае физи ческий) процесс через неё протекает, т. е. какой элек трический ток (постоянный или переменный, перио дический или непериодический и т. д.) течёт через цепь. В зависимости от этого и элементы цепи на схе ме функционирования меняют вид: например, индук тивность представляется идеальным омическим со противлением при постоянном токе, при переменном токе низкой частоты – последовательно соединён ными идеальными омическим сопротивлением и ин дуктивностью (индуктивным сопротивлением), а при переменном токе высокой частоты её поточная схе ма дополняется параллельно присоединяемым иде альным элементом ёмкости (ёмкостным сопротивле нием). Для каждого вида естественного (физическо го) процесса применяется наиболее адекватный ему математический аппарат, призванный обеспечить эф фективный анализ поточной схемы технической си стемы в данном режиме её функционирования. Заме тим, что для разных режимов функционирования тех нической системы может быть построено несколько поточных и функциональных схем.

Поточные схемы в общем случае отображают не обязательно только физические процессы (электри ческие, механические, гидравлические и т. д.), но и химические, если речь идёт о теоретических основах химической технологии и вообще любые естествен ные процессы. Поскольку сегодня активно развива ется биотехнология, в сферу технических наук попа дают и биологические процессы. В предельно общем случае поточные схемы отображают не только есте ственные процессы, но и вообще любые потоки суб станции (вещества, энергии, информации). Причём в частном случае эти процессы могут быть редуциро ваны к стационарным состояниям, но последние мо гут рассматриваться как вырожденный частный слу чай процесса.

Структурная схема технической системы фикси рует те узловые точки, на которые замыкаются потоки (процессы функционирования). Это могут быть еди ницы оборудования, детали или даже целые техниче ские комплексы, представляющие собой конструктив ные элементы различного уровня, входящие в данную техническую систему, которые могут отличаться по принципу действия, техническому исполнению и ряду других характеристик. Такие элементы обладают кро ме функциональных свойств свойствами второго по рядка, т. е. теми, которые привносят с собой в систему определённым образом реализованные элементы, в том числе и нежелательными (например, усилитель – искажения усиливаемого сигнала). Структурная схе ма фиксирует конструктивное расположение элемен тов и связей (т. е. структуру) данной технической си стемы и уже предполагает определённый способ её реализации. Такие схемы, однако, сами уже являют ся результатом некоторой идеализации, отображают структуру технической системы, но не являются ни её скрупулёзным описанием в целях воспроизведения, ни её техническим проектом, по которому может быть построена такая система. Это – пока ещё теоретиче ский набросок структуры будущей технической систе мы, который может помочь разработать её проект, т.

е. продуцированный технической теорией исходный пункт для последующей инженерной деятельности, или исходное теоретическое описание, теоретиче ская схема уже существующей технической системы с целью её теоретического расчёта и поиска возможно стей для усовершенствования (или разработки на её основе новой системы). Кроме того, часто эти схемы строятся на основе представлений более специали зированных научно-технических дисциплин и решают теоретическими средствами возникшие в них задачи.

Уже структурные схемы теории электрических це пей представляют собой идеализированное изобра жение электрической цепи, поскольку в них абстра гируются от многих частных характеристик электро технического устройства (габаритов, веса, способов монтажа и т. д.). Эти характеристики учитывают в процессе проектирования и изготовления, т. е. в са мой инженерной деятельности. На структурных схе мах указываются обобщённые конструктивно-техни ческие и технологические параметры стандартизиро ванных конструктивных элементов (резисторов, кату шек индуктивности, батарей и т. д.), необходимые для проведения дальнейших расчётов: их тип и размер ность в соответствии с инженерными каталогами, ра бочее напряжение, способы наилучшего расположе ния и соединения, экранировка. Для теории электри ческих цепей подобные схемы являются исходными:

они берутся готовыми из других, более специализи рованных электротехнических дисциплин и подверга ются в ней теоретическому анализу. При этом сле дует отличать структурную теоретическую схему от различного рода изображений реальных, встречаю щихся в инженерной деятельности схем, например, монтажных схем, описывающих конкретную структу ру технической системы и служащих руководством для её сборки на производстве. Главные элементы структурной схемы в теории электрических цепей – источник электрической энергии, нагрузка (приёмник электрической энергии) и связывающие их идеали зированные конструктивные элементы, абстрагиро ванные от многих параметров реальных конструктив ных элементов, входящих в инженерные каталоги.

Для этих идеализированных элементов структурных теоретических схем вводятся специальные условные изображения.

Структурные схемы в классических технических на уках отображают в технической теории именно кон струкцию технической системы и её технические ха рактеристики. В этом случае они позволяют перейти от естественного модуса рассмотрения технической системы, который фиксируется в его поточной схе ме (в частности физического процесса), к искусствен ному модусу. Поэтому в частном случае структурная схема в идеализированной форме отображает техни ческую реализацию физического процесса. В класси ческой технической науке такая реализация, во-пер вых, является всегда технической и, во-вторых, осу ществляется всегда в контексте определённого типа инженерной деятельности и вида производства. В со временных человеко-машинных системах такая реа лизация может быть самой различной, в том числе и нетехнической. В этом случае термины «технические параметры», «конструкция» и т. п. не годятся. Речь идёт о конфигурации системы, их обобщённой струк туре.

Таким образом, в технической теории на матери але одной и той же технической системы строится несколько оперативных пространств, которым соот ветствуют различные теоретические схемы. В каж дом таком «пространстве» используются разные аб страктные объекты и средства оперирования с ни ми, решаются особые задачи. В то же время их чёт кая адекватность друг другу и структуре реальной технической системы позволяет «транспортировать»

полученные решения с одного уровня на другой, а также в сферу инженерной деятельности. Механизмы взаимодействия этих оперативных пространств могут быть раскрыты в результате методологического ана лиза функционирования технической теории.



Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.